세계시장을 선도하는 반도체 강국 확립의 일등공신
집적회로설계 분야 이론과 실무의 조화를 이루는 SKKU IC Lab
이론과 실무, 두 마리 토끼를 잡다
집적회로는 크게 아날로그 집적회로와 디지털 집적회로로 나눌 수 있는데, 성균관대학교 집적회로 설계 연구실(이하 SKKU IC Lab)은 이중에서 아날로그 집적회로 분야에 대한 집중적인 연구를 수행하고 있다. 집적회로 설계 분야는 이론과 실무의 조화가 매우 중요한 분야로서, 교과서 및 논문에 나온 회로들을 그대로 구성한다고 해서 우수한 성능을 얻을 수 없다고 말하는 이강윤 교수는 이론과 실무를 겸비한 집적회로 설계 엔지니어를 양성하기 위해 산업체와의 긴밀한 산학협력을 통해서 상용화에 대한 경험을 제공하며 실무뿐 아니라 독창적인 아이디어를 바탕으로 특허 출원 및 우수 논문 발표로 학문적 발전에는 기여하는 두 마리 토끼를 모두 잡고 있다.
SKKU IC Lab은 현재 박사 과정 2명, 석사 과정 8명, 학부 연구원 5명이 각자 연구 분야의 연구에 매진하고 있으며, ▲LED용 드라이버나 LDO, DC-DC Converter 등의 전력용 IC 설계 ▲무선통신용 RF 송수신기 및 구성 블록 등의 아날로그 집적회로 설계 ▲ADC/DAC 등의 데이터변환기 및 PLL/DLL 등 개별 IP 연구 ▲아날로그 집적회로에 국한되지 않고 송수신기를 제어하는데 필요한 알고리즘과 디지털 집적회로 및 아날로그 회로와 디지털 회로를 단일 칩에 최소의 면적으로 집적하는 SoC(System on Chip) 연구 등 네 가지 영역에 대한 연구를 수행하고 있다.
이 교수는 “다른 학문 분야도 마찬가지겠지만, 집적회로 설계 분야, 특히 아날로그/RF 회로 설계 분야는 짧은 시간 내에 이론과 실무를 완벽하게 익히기가 쉽지 않다”며 “설계에 관한 이론을 공부하고, 실제 설계를 하면서 많은 경험을 쌓아야 하는데, 많은 경험을 쌓기 위해서는 여러 차례 직접 칩을 설계하고, PCB의 제작 및 측정, 디버깅하는 과정을 거쳐야 한다”고 전했다. 남들보다 더 많은 시간과 노력을 투자해야지만 진정한 회로 설계 엔지니어가 될 수 있는 것이다. 따라서 이 교수는 “집적회로 설계 분야에 종사하고 있는 연구원들은 원하는 레벨의 실력이 단시간 내에 쌓이지 않는다고 해서 조급해하지 말고, 인내력을 가지고 꾸준히 경험을 쌓고 연구에 매진하면 어느 순간 제대로 된 설계를 스스로 할 수 있는 레벨에 도달하게 된다”고 말했다.
대한민국 전자공학 발전에 기여하는 우수 연구실, SKKU IC Lab
SKKU IC Lab의 중점 연구 분야는 전력용 IC 및 무선 통신용 IC이다. 2008년부터 산업체와 Power IC 설계에 관해 공동연구를 진행하고 있으며, LED Back Light Unit(BLU)용 Resonant Converter Controller를 설계하고 기업에서는 설계된 회로를 바탕으로 상용화하고 있다. 또한 산업체와 Digital RF 및 Digital PLL에 관해서 공동 연구를 진행하였다.현재는 반도체 공정이 100nm급 이하의 미세 공정으로 제작되는 추세에 맞춰, 전통적인 아날로그 송수신기를 디지털 방식으로 구현하고자 하는 연구가 활발하게 이뤄지고 있으며, 미국의 Texas Instruments 사가 많은 선행연구를 진행해 왔다. 이 교수는 “SKKU IC Lab에서 삼성전자와의 산학 공동연구를 통해 기존의 Texas Instruments 사의 특허를 피하면서 우수한 성능을 자랑하는 Digital PLL 회로에 관한 특허를 출원하고, 설계를 수행하였다”며 “그 결과 2편의 국제 특허 출원과 2편의 SCI 논문을 제출하였다”고 밝혔다. SKKU IC Lab의 연구 성과는 이뿐만이 아니다. 전자부품연구원(KETI), 전자통신연구원(ETRI)과의 공동연구도 활발하게 진행하고 있으며, 무선전력 전송을 위한 송수신기 설계, 그린 에너지 및 스마트그리드를 구현하기 위한 저전력 회로 및 송수신기에 대해서도 연구하고 있다.
이러한 활발한 연구 활동 결과 2007년 대한전자공학회 SoC 학술대회 최우수 논문상과 2010년 RF 집적회로 기술워크숍 Best Paper Award 등을 수상하였다. 또한 2010년도에 대한전자공학회지 SD편에 9편의 논문을 출판하였으며, 최근 5년간 15편의 논문을 대한전공학회지 SD편에 출판하였다. 이러한 이 교수의 업적은 학계로부터 인정받아 대한전자공학회 논문상(SD) 수상자로 선정되는 영예를 안았다. 대한전자공학회 논문상은 전자·정보·통신 분야에 탁월한 업적을 이루고 최근 5년간 3편 이상의 대한전자공학회 논문을 포함해 우수한 논문을 해외 저명 학술지에 발표해 대한민국 전자공학 발전에 크게 공헌한 학자에게 수여되는 상이다.
진정한 회로 설계 인력양성의 메카, “불가능은 없다”
“불가능은 없다”라는 신념을 가진 이 교수는, “처음엔 불가능해 보이더라도 도전 의식을 가지고 실제 도전해 보면 가능해지는 경우를 많이 보았다”며 “꼭 성공하지는 못하더라고 초기에 시작조차 하지 않는 것 보다 도전했을 때 훨씬 많은 것을 달성할 수 있다”고 말한다. 학생들을 지도함에 있어서도 이러한 신념을 강조하는 그는 기본 이론이 부족하고 설계 툴도 사용하지 못했던 학생들이 기존의 회로를 설계하고, 더 나아가 특허 및 논문이 될만한 회로설계를 진행하는 모습을 볼 때 가장 큰 보람을 느낀다고 전했다. 이 교수는 “SKKU IC Lab을 졸업한 학생들이 사회 곳곳에 필요한 인재로서 그 가치를 꽃피우게 하기 위해 이론과 함께 현장에 가서도 바로 실무를 임할 수 있는 실무교육도 겸하고 있다”며 “실제 제품에 사용되는 회로를 보고, 제품 양산시 고려해야 할 점들을 설계에 반영하도록 교육함으로써, 진정한 회로 설계 인력을 양성하고 있다”고 밝혔다.집적회로 설계 분야는 하드웨어 분야이기 때문에 칩을 제작한 후에는 수정이 거의 불가능하다. 때문에 설계 시 신중하고 꼼꼼한 체크는 필수다. 한 번의 실수가 시간과 비용적 측면에서 막대한 손실을 불러오기 때문이다. 반도체 회로 설계 분야는 우리나라 산업의 핵심적인 분야이고, 고급인력이 많이 필요한 분야기 때문에 충분한 인력확보가 필요하다. 하지만 위에서 언급한 바와 같이 제대로 된 설계 능력을 갖춘 엔지니어를 양성하기 위해서는 많은 시간과 비용이 필요하다. 학계의 일선에서 뛰어난 연구 활동과 우수한 인력까지 양성하는 SKKU IC Lab과 같은 연구실이 있기에 우리나라가 세계시장을 선도하는 우수한 기술의 반도체 강국이 될 수 있었다. 이들이 바로 대한민국 과학기술의 힘이고 미래이다. 관련기관에서도 시스템 반도체 설계 분야에 대해 좀 더 적극적인 지원을 펼친다면 아마 호랑이의 등에 날개를 다는 격이 아닐까.